重难点06 功能关系　能量守恒-2023年高考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

重难点06 功能关系　能量守恒 能量观点是解决物理问题的方法之一，做功的过程就是能量转化的过程，某种形式的能量的变化对应某种力的做功过程。能量守恒定律是自然界的各种能量转化的遵守的规律。在试题中，多以综合题形式出现，选择题计算题等题型均有出现，伴随多过程问题。 例题1. （多选）（2022·河北·高考真题）如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体和用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，质量，时刻将两物体由静止释放，物体的加速度大小为。时刻轻绳突然断开，物体能够达到的最高点恰与物体释放位置处于同一高度，取时刻物体所在水平面为零势能面，此时物体的机械能为。重力加速度大小为，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．物体和的质量之比为 B．时刻物体的机械能为 C．时刻物体重力的功率为 D．时刻物体的速度大小 例题2. （2022·湖北·高考真题）如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（　　） A．μmgk B． C． D． 1．力做功及功能关系 比较 力　　 做功特点 功能关系 重力 做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关 WG＝－ΔEp＝mgh1－mgh2 弹力(弹簧) 做功只与弹簧的劲度系数和形变量有关 W弹＝－ΔEp＝k(Δx1)2－k(Δx2)2(不要求计算) 摩擦力 滑动摩擦力做功与路径有关，可以做正功、负功，也可以不做功 |Wf滑|＝Ff滑·s(s为路程) 一对滑动摩擦力 做功代数和小于零 |Wf滑|＝Q＝|ΔE机械能|＝Ff滑·x相对 一对静摩擦力 做功代数和为零 一对相互作用力 作用力和反作用力可以做功，也可以不做功，做功代数和可以大于零、小于零，也可以等于零 合力 合力如果是恒力，可以根据功的定义式求解 F合·x＝ΔEk(动能定理) 重力及弹簧弹力以外的其他力 重力及弹簧弹力以外的其他力所做的功将改变系统的机械能 W其他力＝ΔE机械能 电场力 与路径无关，由初、末位置的电势差决定 W电场力＝－ΔEp＝qU 洛伦兹力 不做功，只改变速度的方向 安培力 可以做功，也可以不做功 感应电流在磁场中受到的安培力 做负功，阻碍导体棒与导轨的相对运动 |W安|＝|ΔE机械能|＝Q 分子力 可以做正功，也可以做负功 W分子力＝－ΔEp 核力 核力破坏时将释放巨大的能量 ΔE＝Δmc2其中c为光速 2．力做功正、负的判断及功的计算常用二级结论 力做功正负的判断 (1)F与l的夹角(恒力) (2)F与v的夹角(曲线运动的情况) (3)能量变化(两个相联系的物体做曲线运动的情况) 功的计算 (1)W＝Flcos α(恒力，定义式) (2)W＝Pt(变力) (3)W＝ΔEk(变力或恒力) (4)W其他＝ΔE机，功能原理 (5)图象法(变力或恒力) (6)气体做功：W＝pΔV(p—气体的压强，ΔV—气体的体积变化) （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．如图所示，轻弹簧放置在倾角为的斜面上，弹簧下端与斜面底端的挡板相连，可看作质点的小物块A、B叠放在一起，在斜面的顶端由静止释放一起沿斜面下滑。弹簧被压缩到最短时，A物块刚好从B上滑离，此后弹簧将物块B弹出，B刚好又能滑到斜面顶端，已知重力加速度为g，B物块与斜面间动摩擦因数为，则关于A、B的质量m和M之间的关系，正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一个质量为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为µ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。则下列说法正确的是（　　） A．餐桌的半径为 B．小物块刚从圆盘上滑落时，小物块的速度为 C．小物块刚从圆盘上滑落时，圆盘的角速度为 D．该过程中因摩擦产生的内能为µmgr 3．水平地面上的传送装置如图所示。长的水平传送带以的速率顺时针匀速转动，左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于B点（不接触），右端与同一水平面上的平台平滑衔接于C点（不接触）。在平台右边固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于D点，C、D之间的距离为。质量为的滑块P与传送带间的动摩擦因数